CN102500796A - 一种微型钻头及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种微型钻头及其加工方法，所述钻头包括钻身及钻尖，所述钻尖包括第一主切削刃、第二主切削刃、第一横刃及第二横刃，所述钻头还包括与第一主切削刃和第二主切削刃对应的从钻尖一直延伸到钻身的第一螺旋槽和第二螺旋槽；第二主切削刃距离钻芯中心芯厚大于第一主切削刃距离钻芯中心芯厚，第一主切削刃的长度大于第二主切削刃的长度。本发明所述的改进后的钻头相对常规钻头的钻芯薄弱处加厚了，从而加大钻芯芯厚，刚性强度更好，实现增强钻头抗应变的能力，达到高孔位精度的目的；本发明所述微型钻头的加工方法，可采用常规砂轮加工，以最小的工艺改动量，实现了钻尖两侧头型不同，非常简单地实现高孔位加工精度的目的。

Description

一种微型钻头及其加工方法
技术领域
本发明涉及微型钻头的制造领域，更具体的说，涉及一种微型钻头及其加工方法。
背景技术
如图1和图2所示，目前常用的微型钻头包括钻身和钻尖，其钻尖处通常都是有两个对称的主切削刃1及两组对称的后刀面3，钻身上则设有两条对称螺旋的对应于主切削刃1的螺旋槽2。随着微型钻头的钻径要求越来越小，其对刚性的要求也越来越高，而钻径越小的微型钻头更易断钻，而常规钻头两螺旋槽由同一砂轮加工，钻芯截面最薄处容易形成应力集中，如图2中黑色区域和图3中沙点所示，应力集中会直接影响钻头的抗折断性能，因此迫切需要一种刚性强度更好的长寿命钻头。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能提供非常优异的孔位精度和无明显应力集中更长寿命的微型钻头及其加工方法。
本发明的技术方案是：一种微型钻头，包括钻身及钻尖，所述钻尖包括第一主切削刃、第二主切削刃、第一横刃、第二横刃、与第一主切削刃和第二主切削刃对应的从钻尖一直延伸到钻身的第一螺旋槽和第二螺旋槽；第二主切削刃距离钻芯中心芯厚大于第一主切削刃距离钻芯中心芯厚，第一主切削刃的长度大于第二主切削刃的长度。
优选的，所述第一主切削刃和第二主切削刃相互平行。
优选的，所述两个主切削刃具有第一后刀面和第二后刀面，所述第一螺旋槽与第二后刀面形成弧形沟型，第二螺旋槽与第二后刀面形成近似直线型沟型。
优选的，所述两个主切削刃具有第一后刀面和第二后刀面，所述两个第一后刀面长度和宽度不同，两个第二后刀面长度和宽度也不同。
本发明钻头的有益效果是：本发明所述的微型钻头在常规微型钻头的基础上，保持第一主切削刃距离钻芯中心芯厚不变，然后加大第二主切削刃距离钻芯中心芯厚，改进后的钻头相对常规钻头的钻芯薄弱处加厚了，从而加大钻芯芯厚，刚性强度更好，实现增强钻头抗应变的能力，达到高孔位精度的目的；本发明所述的微型钻头截面无明显应力集中区域，因而能获得更长寿命。
本发明的技术方案还包括：一种微型钻头的加工方法，在加工钻头的螺旋槽步骤中，加工第二螺旋槽的砂轮起磨削作用部分的厚度小于加工第一螺旋槽的砂轮起磨削作用部分的厚度，第二螺旋槽的磨削深度小于第一螺旋槽的磨削深度。
优选的，加工第一螺旋槽的砂轮起磨削作用部分的厚度与加工第二螺旋槽的砂轮起磨削作用部分的厚度比为1∶0.3～0.8。
优选的，加工第一螺旋槽的砂轮起磨削作用部分的厚度与加工第二螺旋槽的砂轮起磨削作用部分的厚度比为1∶0.5～0.6。
本发明所述的钻头的加工方法，主要是通过缩小加工第二螺旋槽的砂轮起磨削作用部分的厚度，减小第二螺旋槽的深度来实现第二主切削刃距离钻芯中心芯厚大于第一主切削刃距离钻芯中心芯厚的目的，两个加工砂轮均可采用常规砂轮，这样就以最小的工艺改动量，实现了钻尖两侧头型不同，非常简单地实现高孔位加工精度的目的。
附图说明
图1是现有技术中常规微型钻头的钻尖结构示意图；
图2是现有技术中常规微型钻头的钻身部分的剖面图；
图3是现有技术中常规微型钻头的钻身应力集中情况示意图；
图4是本发明微型钻头实施例一的钻尖结构示意图；
图5是本发明微型钻头实施例一的钻身部分的剖面图；
图6是本发明微型钻头实施例一的钻身截面应力集中情况示意图；
图7是本发明微型钻头实施例一的钻身应力集中情况示意图；
图8是本发明微型钻头实施例一与常规钻头的孔位加工精度对比图；
图9是本发明微型钻头实施例二的钻尖结构示意图。
其中：1、主切削刃；2、螺旋槽；3、后刀面；11、第一主切削刃；12、第二主切削刃；13、第一横刃；14、第二横刃；15、第一螺旋槽；16、第二螺旋槽；17、第一后刀面；18、第二后刀面。
具体实施方式
作为本发明微型钻头的第一实施例，如图4至图8所示，包括钻身及钻尖，所述钻尖包括第一主切削刃11、第二主切削刃12、第一横刃13及第二横刃14，所述钻头还包括与第一主切削刃11和第二主切削刃12对应的从钻尖一直延伸到钻身的第一螺旋槽15和第二螺旋槽16；第二主切削刃12距离钻芯中心芯厚大于第一主切削刃11距离钻芯中心芯厚，第一主切削刃11的长度大于第二主切削刃12的长度。
本发明所述微型钻头的加工方法为：在加工钻头的螺旋槽步骤中，加工第二螺旋槽16的砂轮起磨削作用部分的厚度小于加工第一螺旋槽15的砂轮起磨削作用部分的厚度，第二螺旋槽16的磨削深度小于第一螺旋槽15的磨削深度。加工第一螺旋槽15的砂轮起磨削作用部分的厚度与加工第二螺旋槽16的砂轮起磨削作用部分的厚度比优选值为1∶0.3～0.8，按此数值加工出的钻头在刚性强度、排屑能力等综合能力较优；比值偏小，第二螺旋槽较小容易塞尘；比值偏大，钻头刚性减弱，孔位精度不好，通过实际测试最佳比值为1∶0.5～0.6。
本发明所述的微型钻头的加工方法，主要是通过缩小加工第二螺旋槽16的砂轮起磨削作用部分的厚度，减小第二螺旋槽16的深度来实现第二主切削刃12距离钻芯中心芯厚大于第一主切削刃11距离钻芯中心芯厚的目的，两个加工砂轮均可采用常规砂轮，这样就以最小的工艺改动量，实现了钻尖两侧头型不同，非常简单地实现高孔位加工精度的目的。例如，加工钻径为0.30mm的钻头，第一螺旋槽用常规加工A129UCSN0.3mm的常规砂轮来加工，而第二螺旋槽则改用加工钻径A129UCWQ0.3mm/0.15mm的常规砂轮来加工，这样工艺改动量非常小，非常简单。
本发明所述的微型钻头在常规钻头的基础上，保持第一主切削刃11距离钻芯中心芯厚不变，然后加大第二主切削刃12距离钻芯中心芯厚，改进后的钻头相对常规钻头的钻芯薄弱处加厚了，如图5所示，从而加大钻芯芯厚，刚性强度更好，实现增强钻头抗应变的能力，达到高孔位精度的目的，如图8所示，左边为常规微型钻头在2000孔时的Ave+3Std孔位加工精度，右边为本发明微型钻头在2000孔时的Ave+3Std孔位加工精度，根据实际的测试数据，本发明所述的钻头孔位精度可以达到Ave+3Std≤40um，明显优于常规微型钻头；应力集中点一般是钻体截面的最薄处和螺旋槽末端最薄处，而解决应力集中的方法主要是增加截面最薄处的实体比例，如图6和图7所示，本发明所述的微型钻头截面无明显应力集中区域，因而能获得更长寿命。
在本实施例中，所述第一主切削刃11的长度大于第二主切削刃12的长度，形成原因一是加工第二主切削刃12的砂轮起磨削作用部分的厚度比第一主切削刃11的砂轮起磨削作用部分的厚度要薄，二是第二螺旋槽16槽深减小。在钻头进行切削时，第一主切削刃11起主要切削作用，第二主切削刃12起到辅助切削作用，钻头钻削时的应变减小，如此也能提高加工的孔位精度。
在本实施例中，保持第一主切削刃11和第二主切削刃12相互平行，这样的钻头在工作过程中，不会存在因为轴向力使钻头发生弯曲导致的孔位精度差问题。因为如果只是简单的调整第二螺旋槽16加工的槽深，则会出现第二主切削刃12与第一主切削刃11有夹角，这样的钻头在加工过程中，由于第二主切削刃12倾斜会产生对钻体的轴向力，而轴向力会使钻孔过程中钻头发生弯曲，导致孔位精度差。
本实施例中，两个主切削刃具有第一后刀面17和第二后刀面18，两个第一后刀面17长度和宽度不同，两个第二后刀面18长度和宽度不同。第一主切削刃11的切削刃长于第二主切削刃12的切削刃长，第一主切削刃11的第一后刀面长度长、宽度窄，其第一后刀面横刃长度减小，从而减小入钻时其第一后刀面横刃的摩擦长度，降低钻削温度，承担主要的切削作用；第二主切削刃12的第一后刀面长度短、宽度宽，适量减小此第一后刀面的切削刃长度，适量增加此第一后刀面横刃长度，从而提高入钻强度，减少入钻时的钻尖滑移。两个第二后刀面长度和宽度不同的作用是能调整钻体螺旋槽截面沟幅比，从而减小切削截面的扭转变形、散热性能良好以及增加钻体抵抗钻削玻璃纤维布和铜层时横向冲击的刚性。
作为本发明微型钻头的第二实施例，如图9所示，所述两个主切削刃11、12具有第一后刀面17和第二后刀面18，与实施例一不同之处在于所述第一螺旋槽15与第二后刀面18形成弧形沟型，第二螺旋槽16与第二后刀面18形成近似直线型沟型。直线型沟型有助于排屑与散热，但会降低钻头截面的抗变形能力，容易引起断钻，而弧形沟型能增加钻头截面的抗变形能力，但影响排屑、散热。采用弧形沟型和直线型沟型结合的方式，能综合弧形沟型和直线型沟型的优点，改善钻头的排屑能力和散热性能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种微型钻头，包括钻身及钻尖，所述钻尖包括第一主切削刃、第二主切削刃、第一横刃、第二横刃、与第一主切削刃和第二主切削刃对应的从钻尖一直延伸到钻身的第一螺旋槽和第二螺旋槽；其特征在于，第二主切削刃距离钻芯中心芯厚大于第一主切削刃距离钻芯中心芯厚，第一主切削刃的长度大于第二主切削刃的长度。
2.如权利要求1所述的微型钻头，其特征在于，所述第一主切削刃和第二主切削刃相互平行。
3.如权利要求1或2所述的微型钻头，其特征在于，所述两个主切削刃具有第一后刀面和第二后刀面，所述第一螺旋槽与第二后刀面形成弧形沟型，第二螺旋槽与第二后刀面形成近似直线型沟型。
4.如权利要求1或2所述的微型钻头，其特征在于，所述两个主切削刃具有第一后刀面和第二后刀面，所述两个第一后刀面长度和宽度不同，两个第二后刀面长度和宽度也不同。
5.如权利要求1至4任一项所述微型钻头的加工方法，其特征在于，在加工钻头的螺旋槽步骤中，加工第二螺旋槽的砂轮起磨削作用部分的厚度小于加工第一螺旋槽的砂轮起磨削作用部分的厚度，第二螺旋槽的磨削深度小于第一螺旋槽的磨削深度。
6.如权利要求5所述微型钻头的加工方法，其特征在于，加工第一螺旋槽的砂轮起磨削作用部分的厚度与加工第二螺旋槽的砂轮起磨削作用部分的厚度比为1∶0.3～0.8。
7.如权利要求6所述微型钻头的加工方法，其特征在于，加工第一螺旋槽的砂轮起磨削作用部分的厚度与加工第二螺旋槽的砂轮起磨削作用部分的厚度比为1∶0.5～0.6。
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